Prva generacija, znana pod oznako E21, ni bila le naslednica serije 02, temveč začetek povsem nove filozofije. Serijo 3 so širši javnosti prvič predstavili julija 1975 in že takrat je ta izstopala z notranjostjo, ki je bila jasno zasnovana okoli voznika. Armaturna plošča je namreč bila rahlo zasukana proti volanu, kar je bilo za tisti čas nekaj novega in je kasneje postala prepoznaven BMW-jev podpis. Zunanjost je oblikoval Paul Bracq, ki je že prej zasnoval serijo 5 (E12).

Ob lansiranju je bila ponudba sestavljena iz različic 316, 318, 320 in 320i. Osnovna 316 je sprva uporabljala 1,6-litrski štirivaljnik z uplinjačem, ki je bil leta 1980 povečan na 1,8 litra zaradi strožjih okoljskih zahtev. S 66 kilovati moči (90 KM) ni bil športnik, a je ponujal potrebno natančnost v vožnji, po kateri je BMW hitro zaslovel. Posebno mesto v zgodbi E21 pripada različicama 320 in 320i. Dvolitrski motor z mehanskim vbrizgom je v izvedbi 320i razvijal 92 kW (125 KM) in omogočal hitrost do 180 km/h, zaradi česar je bil model kmalu razglašen za najboljšo limuzino v segmentu do dveh litrov prostornine.

Leta 1977 je BMW v Nemčiji štirivaljni motor zamenjal z novim šestvaljnikom M20, kar je bil na nek način pomemben tehnični mejnik. Leto kasneje so na trg poslali še model 323i z močnejšim šestvaljnim M20 motorjem, ki je razvijal 105 kW (143 KM). Poleg zmogljivejšega agregata je 323i dobil tudi prilagojeno podvozje, širše gume, močnejše zavore in prepoznavno dvojno izpušno cev. Kombinacija športnosti, uravnoteženosti in vsakodnevne uporabnosti je E21 v tej obliki postavila kot referenco v razredu.

Avgusta 1979 so Bavarci prvič konkretno prenovili Trojko. Spremenjeni so bili zadnji žarometi, sprednji odbijač z izrazitejšim spojlerjem, ogledala so dobila črno plastično ohišje, izboljšana pa je bila tudi zvočna izolacija potniške kabine, zlasti pri različici 323i. Notranjost je dobila novo sredinsko konzolo in posodobljene upravljalne elemente.

Sredi leta 1981 so Bavarci dosegli nov mejnik. S proizvodne linije v Munchnu je zapeljal milijonti primerek prve serije 3, kar je že takrat potrjevalo izjemen tržni uspeh. Do konca proizvodnje je bilo izdelanih natanko 1.364.039 primerkov E21. Decembra 1982 jo je začela nadomeščati nova generacija E30, ki je razširila ponudbo s štirivratno karoserijo, kabrioletom, karavanom in celo dizelskim motorjem.

Čeprav je bila E21 uradno na voljo le kot dvovratna limuzina, je med letoma 1977 in 1982 podjetje Baur izdelalo posebno različico Topcabriolet s fiksnimi stebrički. Nastalo je 4.595 takih primerkov, ki so se prodajali preko BMW-jeve trgovske mreže. Proti koncu proizvodnje je BMW dodal še vstopni model 315 s 55 kW (75 KM), ki je kljub skromnejši opremi presegel več kot 100 tisoč prodanih primerkov.